एक नया शोध जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) द्वारा पता लगाए गए दिलचस्प परिघटनाओं, छोटे लाल बिंदुओं के रहस्य के लिए एक संभावित स्पष्टीकरण प्रदान करता है। शोधकर्ता प्रस्तावित करते हैं कि ये वस्तुएं ब्रह्मांडीय प्रारंभिक काल में बस गायब नहीं हो गईं, बल्कि गोलाकार समूहों में विकसित हो गईं, जो आकाशगंगा में पाए जाने वाले घने रूप से संकुचित तारों के विशाल समूह हैं।
यह सिद्धांत पृथ्वी पर डायनासोरों के विकास के साथ एक समानता स्थापित करता है: जिस तरह कई डायनासोर विलुप्त नहीं हुए, बल्कि वर्तमान पक्षियों को जन्म दिया, उसी तरह छोटे लाल बिंदु बच सकते थे और उन संरचनाओं में बदल सकते थे जो समकालीन ब्रह्मांड में बनी रहती हैं।
छोटे लाल बिंदुओं ने 2022 में खगोलविदों का ध्यान आकर्षित करना शुरू कर दिया था, जब जेम्स वेब ने बिग बैंग के लगभग 600 मिलियन वर्षों के अनुरूप चरण में बड़ी संख्या में उनका पता लगाना शुरू किया। रहस्य इस तथ्य में निहित है कि ये पिंड ब्रह्मांड के लगभग दो अरब वर्ष तक पहुंचने से पहले गायब होते प्रतीत होते हैं।
उनकी प्रकृति के बारे में कई सिद्धांत सामने आए हैं, जिसमें 'ब्लैक होल तारे' होने की संभावना शामिल है, यानी गैस और धूल के विशाल बादलों से घिरे ब्लैक होल। हालांकि, वर्तमान शोध एक अलग मार्ग इंगित करता है: ये वस्तुएं निर्माण चरण में गोलाकार समूह हो सकती हैं, जिनके केंद्र में एक अतिविशाल तारा होता है।
इस प्रकार के काल्पनिक तारे का द्रव्यमान सूर्य के हजार से दस हजार गुना के बीच होगा और इसका जीवन बहुत छोटा होगा, लेकिन यह टेलीस्कोप द्वारा देखे गए छोटे लाल बिंदुओं के समान रूप उत्पन्न करने में सक्षम होगा। टेक्सास विश्वविद्यालय, ऑस्टिन (यूएसए) में शोध के नेता जॉन चिशोलम ने कहा कि ये वस्तुएं केवल JWST की एक नई अजीब आबादी नहीं हो सकती हैं जिसका वर्तमान ब्रह्मांड से कोई संबंध नहीं है, बल्कि वे प्रारंभिक ब्रह्मांड से परे बने रह सकती हैं, और अधिक ज्ञात चीज़ में विकसित हो सकती हैं।
चिशोलम ने आगे कहा कि छोटे लाल बिंदु आकाशगंगाएं हो सकते हैं, ब्लैक होल से घिरे हो सकते हैं या कुछ और अप्रत्याशित का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं, और उनका काम दर्शाता है कि अतिविशाल तारों के साथ गोलाकार समूहों का निर्माण इस बहस में विचार किया जाना चाहिए।
गोलाकार समूह आमतौर पर बड़ी आकाशगंगाओं में स्थित होते हैं और लाखों पुराने तारों को अत्यंत सघन क्षेत्रों में केंद्रित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, हमारी आकाशगंगा में कम से कम 150 ऐसे समूह हैं। हालांकि वे अच्छी तरह से अध्ययन किए गए हैं, उनकी उत्पत्ति अभी भी वैज्ञानिक चर्चा का विषय है।
टेक्सास विश्वविद्यालय, ऑस्टिन से डैनिएल बर्ग ने उल्लेख किया कि खगोलविद अक्सर अरबों वर्षों के विकास के बाद इन समूहों का अवलोकन करते हैं। उन्होंने समझाया कि उस बिंदु पर, उनके विशाल तारे पहले ही बुझ चुके होते हैं, उनकी गैस फैल चुकी होती है और गतिशील प्रक्रियाएं उनके द्रव्यमान और संरचनाओं को संशोधित करती हैं, जिससे उनकी प्रारंभिक गठन स्थितियों का पुनर्निर्माण मुश्किल हो जाता है।
वैज्ञानिक मानते हैं कि गोलाकार समूहों के भीतर के तारे लगभग एक ही समय में बने थे, ब्रह्मांड के शुरुआती चरणों के दौरान, जब ब्रह्मांड मुख्य रूप से हाइड्रोजन, हीलियम और खगोलविदों द्वारा धातुओं के रूप में नामित थोड़े भारी तत्वों से बना था।
हालांकि, इनमें से कई तारे एक विशिष्ट रासायनिक संरचना प्रदर्शित करते हैं। उनमें हीलियम और नाइट्रोजन, सोडियम और एल्यूमीनियम जैसे तत्वों की उच्च प्रचुरता होती है, जबकि कार्बन, ऑक्सीजन और मैग्नीशियम के अपेक्षित स्तर कम होते हैं। टीम के सदस्य माइक बॉयलन-कोलचिन ने संकेत दिया कि यह रासायनिक हस्ताक्षर परमाणु संलयन की चरम स्थितियों की ओर इशारा करता है।
उन्होंने विशेष रूप से बताया कि यह विशिष्ट पैटर्न सामान्य तारों, यहां तक कि विशाल तारों के नाभिकों में पाए जाने वाले तापमान से कहीं अधिक तापमान पर परमाणु संलयन का संकेत देता है। एक अतिविशाल तारा बिल्कुल उस प्रकार का वातावरण है जो इस रासायनिक संयोजन को उत्पन्न करने में सक्षम है।
शोधकर्ताओं द्वारा प्रस्तावित मॉडल के अनुसार, ये अतिविशाल तारे पहले गोलाकार समूहों के निर्माण के दौरान अत्यधिक सघन वातावरण में उत्पन्न होंगे, जहां तारकीय टकराव और संलयन अक्सर होते हैं। अपने विशाल आकार के बावजूद, उनका जीवनकाल केवल लगभग एक मिलियन वर्ष का होगा, जो सूर्य के 4.6 बिलियन वर्षों के जीवन की तुलना में एक नगण्य अवधि है।
इस छोटी सी उपस्थिति के बावजूद, ये तारे गोलाकार समूहों में देखे गए घटकों को सही ठहराने के लिए आवश्यक रासायनिक तत्वों का उत्पादन करने में सक्षम होंगे। सुपरनोवा विस्फोटों में मरने के बाद, ये तत्व अंतरिक्ष में मुक्त हो जाते हैं, जिनका उपयोग नए तारकीय पीढ़ियों के निर्माण में किया जाता है।
चिशोलम ने निष्कर्ष निकाला कि यह छोटे लाल बिंदुओं के गायब होने की भी व्याख्या करेगा। उनके मॉडल में, अतिविशाल तारा जो वस्तु को छोटे लाल बिंदु जैसा दिखाता है, वह कम समय तक रहता है; उसकी मृत्यु के बाद, वस्तु छोटे लाल बिंदु जैसी दिखना बंद कर सकती है, भले ही समूह स्वयं अरबों वर्षों तक बना रहे।
रासायनिक विश्लेषण के अलावा, टीम ने अन्य संकेत भी पहचाने हैं जो छोटे लाल बिंदुओं को गोलाकार समूहों से जोड़ते हैं। प्रारंभिक ब्रह्मांड में इन वस्तुओं का वितरण वर्तमान में गोलाकार समूहों में देखे जाने वाले वितरण से मेल खाता है। विकास मॉडल यह भी बताते हैं कि छोटे लाल बिंदुओं के अनुमानित द्रव्यमान स्वाभाविक रूप से मौजूदा गोलाकार समूहों के द्रव्यमान तक बढ़ सकते हैं।
एक अतिरिक्त प्रासंगिक कारक उद्भव का समय है: छोटे लाल बिंदु बिग बैंग के लगभग 600 मिलियन वर्षों के बाद दिखाई देते हैं, जो गोलाकार समूहों के निर्माण की शुरुआत के अनुमानों से मेल खाता है। सबूतों के बावजूद, शोधकर्ता चेतावनी देते हैं कि परिकल्पना को अभी भी निश्चित पुष्टि की आवश्यकता है। बॉयलन-कोलचिन ने कहा कि हालांकि छोटे लाल बिंदु गोलाकार समूह हैं, इसका कोई निर्णायक प्रमाण नहीं है, लेकिन यह विचार कई आश्चर्यजनक और विशिष्ट अवलोकनों की व्याख्या करेगा। यह अध्ययन वैज्ञानिक भंडार arXiv पर प्रारंभिक संस्करण में है, जिसका अर्थ है कि इसके परिणामों की अभी तक सहकर्मी समीक्षा प्रक्रिया से नहीं गुज़री है।
जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप के साथ किए गए अवलोकनों ने इस बात पर नए डेटा प्रदान किए हैं कि पहले तारे और आकाशगंगाएँ कैसे उत्पन्न हुए। वैज्ञानिकों ने यह समझने के लिए सेक्सटेंस ए बौनी आकाशगंगा की जांच की कि शुरुआती चरणों में ब्रह्मांड ने भारी तत्वों से भरपूर धूल को कैसे जमा करना शुरू किया।
यह अध्ययन वर्तमान उपकरणों की सीमाओं के कारण किया गया था जो ब्रह्मांड की सबसे पुरानी आकाशगंगाओं का गहराई से विश्लेषण कर सकते हैं। समाधान के रूप में, टीम ने अपनी जांच पृथ्वी से लगभग 4.6 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर स्थित एक प्रणाली पर केंद्रित की, जिसकी रासायनिक संरचना पहली आकाशगंगाओं के समान है।
निष्कर्ष बताते हैं कि कौन से तारे ब्रह्मांडीय धूल के निर्माण के लिए सबसे अधिक जिम्मेदार थे, वह सामग्री जिसने बाद में नए तारों के जन्म और गैलेक्टिक विकास को बढ़ावा दिया। यह शोध सोमवार, 20 तारीख को द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित हुआ था।
जेम्स वेब की बहुत दूर की आकाशगंगाओं को कैप्चर करने की क्षमता के बावजूद, इन वस्तुओं का सूक्ष्म विश्लेषण एक चुनौती बना हुआ है। इस कठिनाई को दूर करने के लिए, शोधकर्ताओं ने सेक्सटेंस ए का अध्ययन करने का विकल्प चुना, जो एक बौनी आकाशगंगा है जो ब्रह्मांड के पहले अरब वर्षों में मौजूद प्रणालियों के साथ रासायनिक समानताएं साझा करती है।
जिम्मेदार समूह के अनुसार, यह वातावरण पहले तारों द्वारा उनके बीच के स्थान की संरचना को बदलने पर हुई घटनाओं का अध्ययन करने का एक अनूठा अवसर प्रदान करता है। राष्ट्रीय खगोल भौतिकी संस्थान (INAF) में अनुसंधान के नेता क्ल audio गैवेट्टी ने कहा कि सेक्सटेंस ए जैसी पास की आकाशगंगा का अवलोकन करना, जिसमें समान रासायनिक स्थितियां हैं, पहले पीढ़ियों के तारों के विकास और अंतरतारकीय माध्यम को बदलने में उनकी भूमिका को समझने के लिए एक मूल्यवान अवसर है।
ब्रह्मांड के इतिहास की शुरुआत में, हाइड्रोजन और हीलियम प्रमुख थे, जबकि भारी तत्व दुर्लभ थे। पहले तारों ने अपने नाभिक में इन तत्वों को उत्पन्न किया और अपने जीवन के अंत में सुपरनोवा के रूप में विस्फोट करके इस सामग्री को अंतरतारकीय माध्यम में फैला दिया। बाद में, इस कच्चे माल को नई तारकीय पीढ़ियों में शामिल किया गया।
शोधकर्ताओं ने देखा कि सेक्सटेंस ए में भारी तत्वों की सांद्रता सूर्य में पाए जाने वाले का केवल 1% से 7% है। यह विशेषता इस आकाशगंगा को युवा ब्रह्मांड की स्थितियों का अनुकरण करने के लिए एक प्राकृतिक प्रयोगशाला बनाती है।
इस कार्य को करने के लिए, टीम ने जेम्स वेब में मौजूद दोनों उपकरणों NIRCam और MIRI का उपयोग किया। अवलोकनों ने आकाशगंगा के उन तारों का मानचित्रण संभव बनाया जो लाल दानव के असंतुलन शाखा नामक चरण से गुजरते हैं, जो चमक में बड़े वृद्धि और संरचनात्मक परिवर्तनों की विशेषता है।
विश्लेषण से पता चला कि इनमें से लगभग 90% तारे धूल से ढके नहीं थे। इसके विपरीत, लगभग बीस तारों में इस सामग्री की सघन परतें थीं, जो संकेत देती हैं कि वे ब्रह्मांडीय धूल के महत्वपूर्ण उत्पादक के रूप में कार्य करते थे। अध्ययन इंगित करता है कि ये तारे 2 से 3 अरब साल पहले बने थे और उनका प्रारंभिक द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का लगभग डेढ़ गुना था।
लेखकों ने निष्कर्ष निकाला कि इन वस्तुओं की पहचान करने से इस बात की समझ गहरी होती है कि किन प्रकार के तारों ने समय के साथ नए तारों के उदय और आकाशगंगाओं के विकास के लिए आवश्यक तत्वों से ब्रह्मांड को समृद्ध करने में मदद की। राष्ट्रीय खगोल भौतिकी संस्थान (INAF) की शोधकर्ता फ्लैविया डेल'एगली ने जोर देकर कहा कि JWST अद्वितीय स्तर की विस्तार से वातावरण का अवलोकन करने की अनुमति देता है, जिसका मूल्य न केवल छवियों में है, बल्कि तारकीय विकास के विवरण को मान्य करने के लिए सैद्धांतिक मॉडल के साथ तुलना में भी है।
सौर मंडल के करीब होने के बावजूद, खगोलविदों ने पाया कि दशकों से चार तारे अनदेखे रहे। शोधकर्ताओं ने पता लगाया कि ये तारे पड़ोसी सितारों की चमक से छिपे हुए थे, जो पृथ्वी से 65 प्रकाश वर्ष दूर हैं।
मासिक नोटिस ऑफ द रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी (MNRAS) में प्रकाशित इस अध्ययन से ज्ञात सफेद बौनों की सूची का विस्तार होता है और तारकीय विकास मॉडल द्वारा की गई भविष्यवाणियों की पुष्टि होती है। शुरू में, ये चार प्रणालियाँ केवल एक तारे की बनी हुई प्रतीत हुईं, लेकिन यह पता चला कि प्रत्येक लाल बौना एक सफेद बौने को छिपा रहा था, जिसकी रोशनी एक अधिक चमकीले साथी द्वारा ढकी जा रही थी।
इस बारे में सुराग लाल बौनों की गति में छोटे उतार-चढ़ाव के कारण मिला। ये परिवर्तन प्रत्येक के चारों ओर परिक्रमा करने वाले एक बड़े पिंड की उपस्थिति का संकेत देते थे। इसने वारविक और कोलोराडो बोल्डर के विश्वविद्यालयों के वैज्ञानिकों को इन मामलों का विस्तृत अध्ययन करने के लिए प्रेरित किया। वारविक विश्वविद्यालय की शोधकर्ता मैरी ओ'ब्रायन ने उल्लेख किया कि हालांकि आस-पास के अलग-थलग सफेद बौनों को आमतौर पर आसानी से पाया जाता है, लेकिन इन चारों को उनके लाल साथियों द्वारा उनकी रोशनी मंद पड़ने के कारण दृश्य स्पेक्ट्रम में सीधे नहीं देखा जा सका।
पुष्टि हबल स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करके पराबैंगनी रेंज में किए गए अवलोकनों के परिणामस्वरूप प्राप्त हुई। इस रेंज में, सफेद बौने अधिक स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं, जिससे उनके संकेतों को लाल बौनों द्वारा उत्पन्न चमक की वृद्धि से अलग करना संभव हो जाता है।
अध्ययन के मुख्य परिणामों में पृथ्वी से 65 प्रकाश वर्ष के भीतर चार नए सफेद बौनों की पहचान शामिल है, जो सभी लाल बौनों की रोशनी से छिपे हुए थे। इनमें जी 203-47 सबसे निकटतम सूर्य के सफेद बौनों में से एक है। इस खोज ने सैद्धांतिक मॉडलों की पुष्टि की।
खोजे गए जोड़ों में, प्रणाली जी 203-47 ने विशेष ध्यान आकर्षित किया। हालांकि यह पृथ्वी से केवल 25 प्रकाश वर्ष दूर है, इसके सफेद बौने को पहले संकेतों के प्रकट होने के बाद पुष्टि करने में 27 साल लगे। वैज्ञानिकों को एक अन्य विशेषता भी दिलचस्प लगी: लाल बौना धीरे-धीरे घूमता है, 100 दिनों से अधिक समय में, जबकि इसकी सफेद बौने के चारों ओर कक्षा केवल 14.9 दिन लेती है। समान प्रणालियों में, ऐसी गतियाँ आमतौर पर गुरुत्वाकर्षण द्वारा सिंक्रनाइज़ हो जाती हैं। कोलोराडो बोल्डर विश्वविद्यालय के डेविड विल्सन बताते हैं कि 'यह आश्चर्यजनक है कि जी 203-47 को इतनी धीमी गति से नहीं घूमना चाहिए यदि इसका निर्माण समान प्रणालियों की तरह हुआ होता। यह संकेत देता है कि ये जोड़े बहुत अलग विकास पथों से गुजरे हैं।'
20 पारसेक (65 प्रकाश वर्ष) के दायरे में सफेद बौनों की सूची को अपडेट करने से पता चला कि पाए गए प्रणालियों की संख्या जनसंख्या मॉडल की भविष्यवाणियों से मेल खाती है। चूंकि इस क्षेत्र के लगभग 30% लाल बौनों का छिपे हुए साथियों के लिए अध्ययन किया गया था, इसलिए टीम मानती है कि अभी भी नौ से दस ऐसी प्रणालियाँ मौजूद हो सकती हैं जिनका सत्यापन बाकी है। यह निष्कर्ष दर्शाता है कि सौर मंडल के सबसे करीब का क्षेत्र भी नई खगोलीय खोजों के अवसर प्रदान करता रहता है।
जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ने हमारे सौर मंडल के बाहर स्थित एक नए विशाल ग्रह के अस्तित्व का खुलासा किया। इस खगोलीय पिंड को बीटा पिक्टोरिस डी नाम दिया गया है, जो हमारी आकाशगंगा की सबसे अधिक अध्ययन किए जाने वाली ग्रहों की प्रणालियों में से एक में पहले छिपा हुआ था।
नासा के अनुसार, यह खोज केवल दृश्य छवियों पर आधारित नहीं थी, बल्कि ग्रह के वातावरण में मौजूद 'रासायनिक हस्ताक्षर' की पहचान पर आधारित थी।
बीटा पिक्टोरिस प्रणाली, जो पृथ्वी से 63 प्रकाश वर्ष दूर स्थित है, पहले से ही दो विशाल ग्रहों के होने के लिए जानी जाती थी: बीटा पिक्टोरिस बी और बीटा पिक्टोरिस सी। इस नई पुष्टि के साथ, खगोलविदों ने तीसरे सदस्य, बीटा पिक्टोरिस डी, के अस्तित्व की स्थापना की है।
यह जांच एइडन गिब्स द्वारा की गई थी, जो कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो से संबद्ध एक पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता हैं, और परिणाम एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशित हुए। गिब्स ने टिप्पणी की कि यह खोज एक पहले से ही उल्लेखनीय ग्रह प्रणाली में एक तत्व जोड़ती है, जिससे पता चलता है कि बीटा पिक्टोरिस समय के साथ ग्रह प्रणालियों के निर्माण और विकास का अध्ययन करने के लिए एक प्राकृतिक प्रयोगशाला के रूप में कार्य करता है।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि टीम का प्राथमिक उद्देश्य एक नया ग्रह खोजना नहीं था। शोधकर्ता जेम्स वेब के NIRSpec उपकरण का उपयोग करके ग्रह बीटा पिक्टोरिस बी का विश्लेषण कर रहे थे जब उन्होंने एकत्र किए गए डेटा में एक असामान्य संकेत का पता लगाया। देखा गया पैटर्न कार्बन मोनोऑक्साइड की उपस्थिति की ओर इशारा करता था, जो विशाल ग्रहों के वातावरण का एक विशिष्ट संकेतक है।
स्पेक्ट्रल विश्लेषण ने वैज्ञानिकों को पुष्टि करने में सक्षम बनाया कि वस्तु वास्तव में एक ग्रह थी, जिससे दूर के तारे या किसी अन्य प्रकार के अंतरिक्ष पिंड होने की परिकल्पनाओं को खारिज कर दिया गया। इसके अलावा, इस पद्धति ने इसकी संरचना और गति के बारे में पहलुओं को निर्धारित करने की अनुमति दी। बीटा पिक्टोरिस डी के लिए मुख्य अनुमानों में शामिल हैं:
बाद में, वेब के MIRI उपकरण का उपयोग करके किए गए अवलोकनों ने ग्रह के वातावरण में जल वाष्प और मीथेन की पहचान की, जिसने इसकी प्रकृति की पुष्टि को मजबूत किया। कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो के वैज्ञानिक जीन-बैप्टिस्ट रूफियो ने इस तकनीक के मूल्य पर जोर देते हुए कहा कि यह न केवल एक ग्रह की पहचान करने की अनुमति देती है, बल्कि तुरंत उसके तापमान, रसायन विज्ञान और गति का अध्ययन करना भी शुरू कर सकती है।
बीटा पिक्टोरिस डी कई वर्षों तक छिपा रहा क्योंकि यह देखे गए सबसे चमकीले मलबा डिस्क में से एक के भीतर स्थित था। तारे के चारों ओर धूल एक बाधा के रूप में कार्य करती है, जिससे ग्रहों और अन्य खगोलीय संरचनाओं के बीच अंतर करना मुश्किल हो जाता है।
वेब द्वारा नियोजित तकनीक जटिल पर्यावरणीय परिदृश्यों में भी वातावरण के विशिष्ट रासायनिक संकेतों की खोज की अनुमति देती है। यह खोज न केवल बीटा पिक्टोरिस प्रणाली की गहरी समझ में योगदान करती है, बल्कि यह भी प्रदर्शित करती है कि स्पेक्ट्रोस्कोपी दूर की दुनियाओं का पता लगाने के लिए नए रास्ते खोल सकती है जो पारंपरिक अवलोकन विधियों से बच जाते हैं। शोधकर्ता बीटा पिक्टोरिस डी के पथ, वायुमंडलीय संरचना और तापमान के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त करने के लिए जेम्स वेब के डेटा का विश्लेषण जारी रखने की योजना बना रहे हैं। यह टेलीस्कोप नासा द्वारा यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) और कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी (सीएसए) के सहयोग से समन्वित एक अंतरराष्ट्रीय मिशन के रूप में संचालित होता है।
